AERODINÂMICA Parapente / Asa Delta

AERODINÂMICAAERODINÂMICAParapente / Asa Parapente / Asa

DeltaDelta

OBJECTIVOSOBJECTIVOS

Rever matéria inerente à qualificação de piloto Rever matéria inerente à qualificação de piloto estagiárioestagiário

Discutir e clarificar dúvidas relativas à matériaDiscutir e clarificar dúvidas relativas à matéria

Sempre que possível, aplicar a matéria adquirida Sempre que possível, aplicar a matéria adquirida em casos práticos de instrução.em casos práticos de instrução.

SUMÁRIOSUMÁRIO Nomenclatura do perfilNomenclatura do perfil

SustentaçãoSustentação

Nomenclatura e estrutura da asaNomenclatura e estrutura da asa

Forças que actuam na asaForças que actuam na asa

Controlo da asaControlo da asa

PerformancePerformance

Envelope de VooEnvelope de Voo

O O PERFILPERFIL e a e a ASAASA

GEOMETRIA DO PERFILGEOMETRIA DO PERFIL

Extradorso

Intradorso

Espessura máxima

Linha média de curvatura

Bordo de fuga

Bordo de ataque

Localização da máxima espessura

Corda

Corda

TIPOS DE PERFISTIPOS DE PERFIS

Biconvexos simétricosBiconvexos simétricos

Biconvexos assimétricosBiconvexos assimétricos

Plano convexosPlano convexos

Côncavo convexosCôncavo convexos

GEOMETRIA DA ASAGEOMETRIA DA ASA

Alongamento / Aspect Ratio (AR)Alongamento / Aspect Ratio (AR)

AR AR = b= b22/ S/ S

Área (S)

Envergadura (b)

GEOMETRIA DA ASAGEOMETRIA DA ASA

EnflechamentoEnflechamento

Ângulo formado entre o bordo de ataque da asa e Ângulo formado entre o bordo de ataque da asa e a direcção perpendicular ao plano de simetria da a direcção perpendicular ao plano de simetria da aeronave. aeronave.

Enflechamento

ESTRUTURA DA ASAESTRUTURA DA ASA


NervurasNervuras

Têm a forma do perfil da asa e têm por finalidade:Têm a forma do perfil da asa e têm por finalidade:

Conferir forma à asaConferir forma à asa Ligar o intradorso ao extradorsoLigar o intradorso ao extradorso Suportar os esforços a que a asa está sujeita em Suportar os esforços a que a asa está sujeita em

voovoo

LongarinasLongarinas

Somente presentes na asa delta, têm por função Somente presentes na asa delta, têm por função suportar todos as flexões positivas e negativas a que a suportar todos as flexões positivas e negativas a que a asa está sujeita.asa está sujeita.


Entradas de arEntradas de ar

Somente presentes no parapente, têm por Somente presentes no parapente, têm por função admitir a entrada de ar sob pressão de função admitir a entrada de ar sob pressão de forma a conferir e manter a forma da asa.forma a conferir e manter a forma da asa.

A distribuição de pressão ao longo da asa é A distribuição de pressão ao longo da asa é garantida através de orifícios nas nervuras.garantida através de orifícios nas nervuras.

A localização das entradas de ar é de extrema A localização das entradas de ar é de extrema importância e normalmente são colocadas na importância e normalmente são colocadas na zona do bordo de ataque onde a pressão é maior zona do bordo de ataque onde a pressão é maior ( ponto de estagnação).( ponto de estagnação).

PONTO DE ESTAGNAÇÃOPONTO DE ESTAGNAÇÃO

Ponto do perfil onde a pressão é maior ou ponto Ponto do perfil onde a pressão é maior ou ponto de impacto do ar no perfilde impacto do ar no perfil

EIXOSEIXOS

EIXOSEIXOS

Tudo o que voa move-se num espaço Tudo o que voa move-se num espaço tridimensional, logo é natural que os seus tridimensional, logo é natural que os seus movimentos se façam em torno de 3 eixos:movimentos se façam em torno de 3 eixos:

Eixo vertical Eixo vertical

Em torno do qual são efectuados os movimentos Em torno do qual são efectuados os movimentos de guinada.de guinada.

Parapente – Através de actuação assimétrica Parapente – Através de actuação assimétrica dos comandosdos comandos

Asa Delta – Através da deslocação do Centro Asa Delta – Através da deslocação do Centro de Gravidade (CG)de Gravidade (CG)

EIXOSEIXOS

Eixo transversalEixo transversal

Em torno do qual são efectuados os movimentos Em torno do qual são efectuados os movimentos de cabeceio (cabrar, picar).de cabeceio (cabrar, picar).

Asa Delta – Através da deslocação do CGAsa Delta – Através da deslocação do CG

Parapente – Os comandos não permitem Parapente – Os comandos não permitem actuar directamente sobre o eixo transversal. actuar directamente sobre o eixo transversal. No entanto podem induzir rotações em torno No entanto podem induzir rotações em torno deste eixo.deste eixo.

EIXOSEIXOS

Eixo longitudinal Eixo longitudinal

Em torno do qual são efectuados os movimentos Em torno do qual são efectuados os movimentos de pranchamento. de pranchamento.

Asa Delta – Através da deslocação do CG Asa Delta – Através da deslocação do CG

Parapente –Através da actuação assimétrica Parapente –Através da actuação assimétrica dos comandosdos comandos

EIXOSEIXOS

CONCEITOS e CONCEITOS e DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES

PRESSÃOPRESSÃO

Por definição a pressão é força por unidade de área Por definição a pressão é força por unidade de área

P = F /AP = F /A

Unidades: bar, N/mUnidades: bar, N/m22 ou Pascal (Pa), ou Pascal (Pa),

1hPa = 1mb1hPa = 1mb Actua sempre perpendicularmente à superfícieActua sempre perpendicularmente à superfície

Decresce com a altitudeDecresce com a altitude

PRESSÃOPRESSÃO

Pressão total = Pressão estática + Pressão Pressão total = Pressão estática + Pressão dinâmicadinâmica

Sendo a Pressão dinâmica dependente da Sendo a Pressão dinâmica dependente da velocidade do arvelocidade do ar

PPdd = 0,5 x densidade do ar x V = 0,5 x densidade do ar x V22

DENSIDADEDENSIDADE

A densidade, A densidade, , é definida como a massa por , é definida como a massa por unidade de volume. unidade de volume.

= m / v= m / v

A densidade diminui com :A densidade diminui com :

Diminuição da pressãoDiminuição da pressão Aumento da temperaturaAumento da temperatura Altitude Altitude

PRESSÃO / DENSIDADE / PRESSÃO / DENSIDADE / TEMPERATURATEMPERATURA

A relação entre a pressão, densidade e A relação entre a pressão, densidade e temperatura é dada pela lei dos gases ideias:temperatura é dada pela lei dos gases ideias:

P = densidade do ar x Temperatura do arP = densidade do ar x Temperatura do ar

PRINCÍPIO DA PRINCÍPIO DA CONTINUIDADECONTINUIDADE Na mecânica de fluidos, o princípio de conservação de massa é Na mecânica de fluidos, o princípio de conservação de massa é

traduzido pela equação de continuidade, ou seja, conservação de traduzido pela equação de continuidade, ou seja, conservação de caudal (massa / tempo):caudal (massa / tempo):

O caudal através da área A1 tem de ser igual O caudal através da área A1 tem de ser igual ao que passa na área A2ao que passa na área A2

TEOREMA DE BERNOULLITEOREMA DE BERNOULLI

Num escoamento incompressível PNum escoamento incompressível Ptotaltotal = constante ! = constante !

Se a Velocidade (V) aumenta, a pressão estática (PSe a Velocidade (V) aumenta, a pressão estática (Pee diminui);diminui);

Se a Velocidade diminui (V), a pressão estática (PSe a Velocidade diminui (V), a pressão estática (Pee aumenta);aumenta);

SUSTENTAÇÃOSUSTENTAÇÃO

SUSTENTAÇÃOSUSTENTAÇÃO

EXTRADORSO: Maior EXTRADORSO: Maior velocidade.velocidade.INTRADORSO: Menor INTRADORSO: Menor velocidade.velocidade.

DISTRIBUIÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÃOPRESSÃO

•Extradorso: Menor pressãoExtradorso: Menor pressão => => Força para cima !Força para cima !Intradorso: Maior pressãoIntradorso: Maior pressão

PONTO DE ESTAGNAÇÃOPONTO DE ESTAGNAÇÃO

Ponto do perfil onde a pressão é maior ou ponto Ponto do perfil onde a pressão é maior ou ponto de impacto do ar no perfilde impacto do ar no perfil

DISTRIBUIÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÃOPRESSÃO

RFARFA

As forças As forças aerodinâmicas que aerodinâmicas que actuam ao longo da asa actuam ao longo da asa podem ser podem ser representadas por uma representadas por uma única força – única força – Resultante das Resultante das Forças Forças Aerodinâmicas Aerodinâmicas (RFA),(RFA), aplicada num aplicada num ponto denominado ponto denominado Centro de Pressões Centro de Pressões (CP).(CP).

SUSTENTAÇÃO E SUSTENTAÇÃO E RESISTÊNCIARESISTÊNCIA

A A RFARFA pode ser pode ser decomposta em duas decomposta em duas componentes:componentes:

SustentaçãoSustentação Componente Componente perpendicular ao perpendicular ao vento relativo.vento relativo.

ResistênciaResistência ou ou ArrastoArrasto Componente Componente paralela ao vento paralela ao vento relativo .relativo .

SUSTENTAÇÃO E SUSTENTAÇÃO E RESISTÊNCIARESISTÊNCIA

•Ângulo de Ângulo de ataqueataque: ângulo : ângulo formado entre o formado entre o vento relativo e a vento relativo e a linha de corda.linha de corda.

•Ângulo de Ângulo de incidênciaincidência: ângulo : ângulo formado entre formado entre plano horizontal e plano horizontal e a linha de corda.a linha de corda.

ÂNGULO DE ATAQUEÂNGULO DE ATAQUE

Numa asa delta o piloto pode modificar o ângulo Numa asa delta o piloto pode modificar o ângulo de ataque através da barra de controlo:de ataque através da barra de controlo:

Aumentar Aumentar αα (cabrar) (cabrar) Empurra a barra Empurra a barra Diminuir Diminuir αα (picar) (picar) Puxa a barra Puxa a barra

No parapente como não temos acção directa No parapente como não temos acção directa sobre os movimentos de cabeceio (pitch), a sobre os movimentos de cabeceio (pitch), a única forma que temos para controlar o ângulo única forma que temos para controlar o ângulo de ataque é através da modificação da de ataque é através da modificação da curvatura do perfil.curvatura do perfil.

ÂNGULO DE ATAQUEÂNGULO DE ATAQUE

Logo no parapente variamos o ângulo de ataque Logo no parapente variamos o ângulo de ataque através da acção simétrica dos comandos.através da acção simétrica dos comandos.

VARIAÇÃOVARIAÇÃO DA DA

SUSTENTAÇÃO SUSTENTAÇÃO

VARIAÇÃO DA VARIAÇÃO DA SUSTENTAÇÃOSUSTENTAÇÃO

A sustentação para uma asa com um dado perfil A sustentação para uma asa com um dado perfil varia com:varia com:

Área da asa (s)Área da asa (s)

Densidade do ar (Densidade do ar (ρρ) ) Velocidade (v) PVelocidade (v) Pdd = (0,5. = (0,5. ρρ.v.v22) )

Forma do perfil / asaForma do perfil / asa Ângulo de ataque Coeficiente de Ângulo de ataque Coeficiente de

sustentação (Csustentação (CLL))

VARIAÇÃO DA VARIAÇÃO DA SUSTENTAÇÃO SUSTENTAÇÃO

A relação destes parâmetros é dada por A relação destes parâmetros é dada por

L=CL=CLL.0,5. .0,5. ρρ. v. v22 . s . s


L=CL=CLL.0,5. .0,5. ρρ. v. v22 . s , logo: . s , logo:

Área da asaÁrea da asa

Quanto maior a área da asa mais Quanto maior a área da asa mais sustentação ela produz.sustentação ela produz.

Um piloto com uma asa pequena precisa de Um piloto com uma asa pequena precisa de correr mais (atingir uma velocidade maior) correr mais (atingir uma velocidade maior) do que com uma asa grande.do que com uma asa grande.


L=CL=CLL.0,5. .0,5. ρρ. v. v22 . s , logo: . s , logo:

VelocidadeVelocidade

Quanto maior a velocidade maior a sustentaçãoQuanto maior a velocidade maior a sustentação

Com vento fraco temos que correr para atingir Com vento fraco temos que correr para atingir a velocidade que dá a sustentação para a velocidade que dá a sustentação para descolar.descolar.

Com vento forte podemos até ser arrancados do Com vento forte podemos até ser arrancados do solo!solo!


L=CL=CLL.0,5. .0,5. ρρ. v. v22 . S . S

Densidade Densidade

Quanto menor a densidade menos sustentação Quanto menor a densidade menos sustentação a asa produza asa produz

Quanto mais elevada estiver uma descolagem Quanto mais elevada estiver uma descolagem mais teremos de correr para descolar!mais teremos de correr para descolar!


Para além de todos estes parâmetros, a sustentação também Para além de todos estes parâmetros, a sustentação também varia com o ângulo de ataque (varia com o ângulo de ataque (αα). Esta variação é dada pelo C). Esta variação é dada pelo CLL..


Através do gráfico Através do gráfico verifica-se que o Cverifica-se que o CLL aumenta com o aumenta com o αα, até , até atingir um valor máx. atingir um valor máx.

Daqui a vantagem de Daqui a vantagem de travarmos um pouco a asa travarmos um pouco a asa na corrida de descolagem.na corrida de descolagem.

A partir deste ponto máx, A partir deste ponto máx, um aumento do um aumento do αα diminui diminui a sustentação de uma a sustentação de uma forma relativamente forma relativamente abrupta. abrupta.


A esta diminuição A esta diminuição abrupta da sustentação abrupta da sustentação devido a um aumento devido a um aumento do do αα, chama-se , chama-se perda perda ou stallou stall!!

A perda no parapente é A perda no parapente é extremamente violenta, extremamente violenta, visto este não ter uma visto este não ter uma estrutura rígida.estrutura rígida.

Numa asa delta a saída Numa asa delta a saída de perda é bastante de perda é bastante mais acessível. mais acessível.


Mas como surge a Mas como surge a perda ??perda ??


Para ter sustentação é necessário haver uma Para ter sustentação é necessário haver uma diferença de pressões entre o intradorso e o diferença de pressões entre o intradorso e o extradorso. extradorso.

Já tínhamos visto que esta diferença de pressão era Já tínhamos visto que esta diferença de pressão era conseguida através de uma diferença de velocidades conseguida através de uma diferença de velocidades entre o intradorso e o extradorso.entre o intradorso e o extradorso.

Relembrando a variação do CRelembrando a variação do CLL em função do ângulo em função do ângulo de ataque, verificamos que a sustentação aumenta de ataque, verificamos que a sustentação aumenta linearmente com o ângulo de ataque, até um certo linearmente com o ângulo de ataque, até um certo ponto.ponto.

A partir deste ponto, denominado ponto de CA partir deste ponto, denominado ponto de CLmáxLmáx , o C , o CLL diminui abruptamente. diminui abruptamente.


O que na realidade acontece é que a partir do O que na realidade acontece é que a partir do ângulo de ataque de Cângulo de ataque de CLmáxLmáx grande parte do grande parte do escoamento descola-se do extradorso.escoamento descola-se do extradorso.


Este descolamento faz com que:Este descolamento faz com que:

A velocidade do escoamento sobre a asa diminua A velocidade do escoamento sobre a asa diminua repentinamente repentinamente

↓↓A diferença de pressões entre o extradorso e A diferença de pressões entre o extradorso e

intradorso diminuiintradorso diminui↓↓

A sustentação diminui e não é suficiente para A sustentação diminui e não é suficiente para sustentar a asasustentar a asa


αα = 5º C = 5º CL L = 0,6= 0,6

αα = 10º C= 10º CLL= 1,2= 1,2


•αα = 15º C = 15º CLL = 1,35 = 1,35

•αα = 22,5º C = 22,5º CLL = 0,7= 0,7

Perda!Perda!


A perda dá-se sempre ao mesmo ângulo de A perda dá-se sempre ao mesmo ângulo de ataqueataque, , independentemente da independentemente da velocidade!!!!velocidade!!!!


TORÇÃOTORÇÃO

Normalmente o ângulo de ataque varia ao longo Normalmente o ângulo de ataque varia ao longo da envergadura da asa. da envergadura da asa.

A esta variação do ângulo de ataque ao longo da A esta variação do ângulo de ataque ao longo da envergadura chama-se torção.envergadura chama-se torção.


Nas asas delta, esta torção tem aplicação maior Nas asas delta, esta torção tem aplicação maior em termos de estabilidade e comportamento de em termos de estabilidade e comportamento de entrada em perdaentrada em perda


No parapente a torção tem interesse a nível de comportamento da asa:No parapente a torção tem interesse a nível de comportamento da asa:

Em perdaEm perda

Em voo com aceleradorEm voo com acelerador..


Torção positiva Torção positiva

Ângulo de ataque Ângulo de ataque maior nas pontas.maior nas pontas.

As pontas da asa As pontas da asa entram primeiro em entram primeiro em perda.perda.


Torção positiva Torção positiva

Maior estabilidade em voo aceleradoMaior estabilidade em voo acelerado


Para além da entrada em perda, a torção positiva Para além da entrada em perda, a torção positiva também ajuda a manter as pontas da asa sob tensão. também ajuda a manter as pontas da asa sob tensão.


Torção negativa Torção negativa

Ângulo de ataque Ângulo de ataque menor nas pontas.menor nas pontas.

O centro da asa O centro da asa entra em perda entra em perda primeiro.primeiro.

RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA AERODINÂMICAAERODINÂMICA


Resistência Resistência aerodinâmica ou aerodinâmica ou arrasto é a arrasto é a componente componente horizontal da RFA horizontal da RFA paralela ao vento paralela ao vento relativo.relativo.


Tal como a Tal como a sustentação gerada sustentação gerada por um perfil depende por um perfil depende da sua forma, a da sua forma, a resistência gerada resistência gerada por um perfil ou por um perfil ou objecto depende objecto depende igualmente da forma igualmente da forma deste.deste.

Quanto mais suaves Quanto mais suaves forem os contornos forem os contornos do objecto menor é a do objecto menor é a resistência ao avançoresistência ao avanço


A resistência de uma asa com um dado perfil A resistência de uma asa com um dado perfil varia com:varia com:

Área da asa (s)Área da asa (s)

Densidade do ar (Densidade do ar (ρρ) ) Velocidade (v) PVelocidade (v) Pdd = (0,5. = (0,5. ρρ.v.v22) )

Forma do perfil / asaForma do perfil / asa Ângulo de ataque Coeficiente de Ângulo de ataque Coeficiente de

resistência (Cresistência (CDD))


A relação destes parâmetros é dada por A relação destes parâmetros é dada por

D=CD=CDD.0,5. .0,5. ρρ. v. v22 . S . S

Mais velocidade Mais velocidade Mais resistênciaMais resistência

Menor densidade Menor densidade Menor resistênciaMenor resistência

Área maior Área maior Maior resistênciaMaior resistência

CCDD maior maior Maior resistênciaMaior resistência


Tal como o CTal como o CLL para uma dada asa varia com o para uma dada asa varia com o αα, o C, o CDD de uma dada asa também é dado em função do ângulo de uma dada asa também é dado em função do ângulo de ataque.de ataque.


A resistência que temos estado a considerar é A resistência que temos estado a considerar é a resistência total. a resistência total.

Esta resistência total é a soma da contribuição Esta resistência total é a soma da contribuição de dois tipos de resistênciasde dois tipos de resistências


Resistência induzidaResistência induzida

Induzida pela Induzida pela sustentação.sustentação.

Devido à menor Devido à menor pressão no pressão no extradorso, o ar extradorso, o ar tende a circular do tende a circular do intradorso para o intradorso para o extradorso. extradorso.


Resistência induzidaResistência induzida

Esta tendência do Esta tendência do ar passar para o ar passar para o extradorso cria extradorso cria uma circulação de uma circulação de ar denominada ar denominada vórticesvórtices


Linhas de corrente na ponta da asa (linhas a Linhas de corrente na ponta da asa (linhas a vermelho)vermelho)


Factores que afectam a resistência induzidaFactores que afectam a resistência induzida

AlongamentoAlongamento

Maior alongamento → Menor Resistência Maior alongamento → Menor Resistência induzidainduzida

Ângulo de ataqueÂngulo de ataque

Maior ângulo de ataque → maior Coeficiente Maior ângulo de ataque → maior Coeficiente de sustentação → maior resistência de sustentação → maior resistência induzidainduzida


Factores que afectam a resistência induzidaFactores que afectam a resistência induzida

VelocidadeVelocidade

Quanto maior for a velocidade → menor é o Quanto maior for a velocidade → menor é o ângulo de ataque → menor é a resistência ângulo de ataque → menor é a resistência induzida.induzida.

Torção da asaTorção da asa

Se a asa tem torção e esta apresenta um ângulo Se a asa tem torção e esta apresenta um ângulo de ataque menor na ponta, menor será a de ataque menor na ponta, menor será a diferença de pressão no bordo marginal, sendo diferença de pressão no bordo marginal, sendo os vórtices menos intensos e a resistência os vórtices menos intensos e a resistência induzida menor.induzida menor.


Forma da planta da asaForma da planta da asa

Numa asa com a forma elíptica a resistência Numa asa com a forma elíptica a resistência induzida será a menor possível.induzida será a menor possível.


Resistência parasita Resistência parasita

Resistência parasita é toda a resistência Resistência parasita é toda a resistência gerada que não depende da sustentação, só gerada que não depende da sustentação, só depende da velocidade.depende da velocidade.

Existem dois tipos de resistência parasista:Existem dois tipos de resistência parasista:

Resistência de fricçãoResistência de fricção

Resistência de pressão ou formaResistência de pressão ou forma


Resistência de fricçãoResistência de fricção

Este tipo de resistência tem a ver com a Este tipo de resistência tem a ver com a fricção entre o ar e a superfície da asa ou fricção entre o ar e a superfície da asa ou objecto. objecto.

Como o ar tem viscosidade, a superfície tem Como o ar tem viscosidade, a superfície tem tendência em abrandar o ar por fricção, tendência em abrandar o ar por fricção, gerando assim a resistência de fricção.gerando assim a resistência de fricção.


Resistência de pressão ou formaResistência de pressão ou forma

Se um objecto se está a mover, a pressão à frente Se um objecto se está a mover, a pressão à frente do objecto é superior à pressão atrás, fazendo do objecto é superior à pressão atrás, fazendo com que as forças de pressão geradas actuem no com que as forças de pressão geradas actuem no sentido inverso ao deslocamento.sentido inverso ao deslocamento.

Este tipo de resistência também é conhecido como Este tipo de resistência também é conhecido como resistência de forma, pois as forças de pressão resistência de forma, pois as forças de pressão geradas por este efeito dependem da forma do geradas por este efeito dependem da forma do objecto: quanto maior for a área frontal e objecto: quanto maior for a área frontal e abruptos os contornos maior será esta resistência.abruptos os contornos maior será esta resistência.


Variação da Variação da Resistência com a Resistência com a velocidadevelocidade

A resistência A resistência induzida é maior a induzida é maior a baixas velocidadesbaixas velocidades

A resistência A resistência parasita é maior a parasita é maior a elevadas elevadas velocidadesvelocidades

SUSTENTAÇÃO / SUSTENTAÇÃO / RESISTÊNCIARESISTÊNCIA

A partir dos dois gráficos CA partir dos dois gráficos CL L vs vs αα e C e CDD vs vs αα obtem-se um gráfico obtem-se um gráfico da sustentação em função da resistência (Polar de arrasto)da sustentação em função da resistência (Polar de arrasto)

PERFORMANCEPERFORMANCE


A Polar dá-nos a A Polar dá-nos a variação da variação da resistência em resistência em função da função da sustentação.sustentação.

Em termos práticos Em termos práticos em vez de em vez de sustentação e sustentação e resistência, usa-se a resistência, usa-se a velocidade horizontal velocidade horizontal e a velocidade de e a velocidade de descida.descida.


Se ao longo de um voo obtivermos os valores de razão de descida Se ao longo de um voo obtivermos os valores de razão de descida em função das velocidades de voo, consegue-se obter a polar.em função das velocidades de voo, consegue-se obter a polar.


A partir da polar pode-se retirar toda a A partir da polar pode-se retirar toda a informação relevante para a performance do informação relevante para a performance do parapente / asa delta, tais como:parapente / asa delta, tais como:

Velocidade de perdaVelocidade de perda

Velocidade de planeio máxVelocidade de planeio máx

Velocidade de razão de descida mínima.Velocidade de razão de descida mínima.


Velocidade de perdaVelocidade de perda

A velocidade de perda pode ser identificada como o A velocidade de perda pode ser identificada como o ponto com menor velocidade horizontal.ponto com menor velocidade horizontal.


Velocidade de razão de descida mínimaVelocidade de razão de descida mínima

Ponto onde a velocidade vertical é mínima. Ponto onde a velocidade vertical é mínima. Indica-nos a velocidade horizontal a que devemos Indica-nos a velocidade horizontal a que devemos voar para rentabilizar uma corrente ascendente.voar para rentabilizar uma corrente ascendente.


Velocidade de planeio máxVelocidade de planeio máx

O que é o planeio (finesse)?O que é o planeio (finesse)?

Por definição, planeio ou razão de planeio é a Por definição, planeio ou razão de planeio é a razão entre a sustentação e a resistência (L/D) razão entre a sustentação e a resistência (L/D) para uma dada condição de voo.para uma dada condição de voo.


Planeio também pode ser definido como:Planeio também pode ser definido como:

V horizontal / V verticalV horizontal / V vertical

OuOu

Distância horizontal / Distância verticalDistância horizontal / Distância vertical


O planeio varia com a velocidade.O planeio varia com a velocidade.

No entanto o planeio máx (L/D)No entanto o planeio máx (L/D)máxmáx é um valor fixo é um valor fixo para um dado parapente/asa delta, a não ser que para um dado parapente/asa delta, a não ser que se altere a asa (ou arnês) de forma a diminuir a se altere a asa (ou arnês) de forma a diminuir a resistência (D).resistência (D).

Logo, se partindo de uma certa altitude quiser ir Logo, se partindo de uma certa altitude quiser ir o mais longe possível, deverei voar à velocidade o mais longe possível, deverei voar à velocidade de planeio máx! de planeio máx!


Velocidade horizontal e vertical no planeio máxVelocidade horizontal e vertical no planeio máx


Na polar descobre-se o planeio máx Na polar descobre-se o planeio máx traçando uma recta a partir da origem do traçando uma recta a partir da origem do gráfico. O ponto tangente à curva identifica gráfico. O ponto tangente à curva identifica a velocidade de melhor planeio.a velocidade de melhor planeio.


Trajectórias seguidas conforme velocidades da polarTrajectórias seguidas conforme velocidades da polar


A polar é construída em ar calmo, ou seja:A polar é construída em ar calmo, ou seja:

Vento nuloVento nulo

Ausência de ascendentes/descendentesAusência de ascendentes/descendentes

A partir do momento em que surge vento ou A partir do momento em que surge vento ou ascendentes/descendentes, a velocidade de ascendentes/descendentes, a velocidade de planeio máx pode já não ser a melhor velocidade planeio máx pode já não ser a melhor velocidade para voar!!para voar!!


Caso de uma Caso de uma descendentedescendente::

A velocidade de A velocidade de melhor planeio é melhor planeio é superior à de planeio superior à de planeio máx para ar calmo.máx para ar calmo.

planeio real < planeio real < planeio máx.planeio máx.

PERFORMANCEPERFORMANCE Planador vermelho – Velocidade máx em ar calmoPlanador vermelho – Velocidade máx em ar calmo

Planador amarelo – Velocidade de melhor planeio em ar calmoPlanador amarelo – Velocidade de melhor planeio em ar calmo


Vento de frenteVento de frente


Com Com vento de frentevento de frente a a cena repete-se:cena repete-se:

velocidade a voar é velocidade a voar é superior à de planeio superior à de planeio máxmáx

Planeio real < Planeio real < Planeio máxPlaneio máx


Vento de caudaVento de cauda


Com Com vento de caudavento de cauda sucede o contrário, pois sucede o contrário, pois podemos aproveitar a o podemos aproveitar a o vento para melhorar o vento para melhorar o planeio.planeio.

Velocidade a voar é Velocidade a voar é inferior à de planeio inferior à de planeio máxmáx

Planeio real > Planeio Planeio real > Planeio máxmáx


Em ascendentes, sucede Em ascendentes, sucede o mesmo, pois pode-se o mesmo, pois pode-se aproveitar a ascendente aproveitar a ascendente para melhorar o planeiopara melhorar o planeio

Velocidade a voar é Velocidade a voar é inferior à de planeio inferior à de planeio máxmáx

Planeio real > Planeio Planeio real > Planeio máxmáx


Com vento de lado tem de Com vento de lado tem de se levar em consideração se levar em consideração a componente do vento a componente do vento quando se corrige o rumoquando se corrige o rumo

Sem correcção do Sem correcção do rumorumo

Com correcção do Com correcção do rumorumo


Influência da carga alarInfluência da carga alar

Por definição, carga alar é a razão entre o Por definição, carga alar é a razão entre o peso total em voo e a superfície da asapeso total em voo e a superfície da asa

Carga alar = Peso / Área = W/SCarga alar = Peso / Área = W/S

Ao aumentarmos a carga alar estamos a Ao aumentarmos a carga alar estamos a aumentar o peso para uma mesma área, logo a aumentar o peso para uma mesma área, logo a asa vai ter uma velocidade horizontal e vertical asa vai ter uma velocidade horizontal e vertical maior. maior.


A carga alar não influencia o planeio máx!A carga alar não influencia o planeio máx! Influência isso sim, a velocidade a que temos o planeio máx.Influência isso sim, a velocidade a que temos o planeio máx.

ANÁLISE DAS FORÇASANÁLISE DAS FORÇAS

DESCOLAGEMDESCOLAGEM

DESCOLAGEMDESCOLAGEM Forças que actuam durante o inflado:Forças que actuam durante o inflado:

Peso do pilotoPeso do piloto

Tracção conferida pelo pilotoTracção conferida pelo piloto

Resistência (grande) , Sustentação (pequena)Resistência (grande) , Sustentação (pequena)

Força centrífugaForça centrífuga


Durante a primeira fase do inflado, o piloto usa o seu Durante a primeira fase do inflado, o piloto usa o seu peso como motor de tracção e os braços para criarem peso como motor de tracção e os braços para criarem um movimento rotativo de forma a aproveitar a força um movimento rotativo de forma a aproveitar a força centrífuga para elevar a asa do solocentrífuga para elevar a asa do solo

DESCOLAGEMDESCOLAGEM À medida que asa vai subindo e ganhando velocidade, À medida que asa vai subindo e ganhando velocidade,

começa a surgir a sustentação necessária para suportar o começa a surgir a sustentação necessária para suportar o peso da asa. peso da asa.

A partir do ponto em A partir do ponto em que a asa consegue que a asa consegue “autosustentar-se”, o “autosustentar-se”, o piloto só necessita de piloto só necessita de utilizar o peso como utilizar o peso como motor para atingir a motor para atingir a velocidade necessária velocidade necessária para a descolagem (V para a descolagem (V > V> Vperdaperda).).


Devemos sempre descolar e aterrar contra o Devemos sempre descolar e aterrar contra o vento! Assim garantimos sempre uma velocidade vento! Assim garantimos sempre uma velocidade ar elevada e uma velocidade solo relativamente ar elevada e uma velocidade solo relativamente pequena.pequena.

VOO VOO Voo rectilíneoVoo rectilíneo

ForçasForças

Sustentação (L)Sustentação (L)

Resistência (D)Resistência (D)

Peso (W)Peso (W)

VOO VOO

D = W sen (D = W sen (γγ))

L = W cos (L = W cos (γγ))

O peso funciona O peso funciona como motor do como motor do planador !planador !

VOOVOO

Voo em volta niveladaVoo em volta nivelada LLVV = W = W

LLH H ( Força centrípeta ) = Força centrífuga ( Força centrípeta ) = Força centrífuga

VOOVOO

Em volta a sustentação é decomposta em duas Em volta a sustentação é decomposta em duas componentes:componentes:

A componente vertical que compensa o peso A componente vertical que compensa o peso

A horizontal que compensa a força centrífugaA horizontal que compensa a força centrífuga

VOOVOO

Factor de cargaFactor de carga

n = L / Wn = L / W

Em voo rectilíneo o factor de carga é 1g (L = W) Em voo rectilíneo o factor de carga é 1g (L = W)

Numa volta sem perder altura, o factor de carga é Numa volta sem perder altura, o factor de carga é superior a 1g pois a sustentação tem que superior a 1g pois a sustentação tem que aumentar de forma a compensar a força aumentar de forma a compensar a força centrífugacentrífuga

ENVELOPE DE VOOENVELOPE DE VOO


Em certas manobras, o parapente/asa delta gera Em certas manobras, o parapente/asa delta gera uma força de sustentação muito superior ao peso. uma força de sustentação muito superior ao peso.

As forças aerodinâmicas são proporcionais ao As forças aerodinâmicas são proporcionais ao quadrado da velocidade de voo. quadrado da velocidade de voo.

Logo, as forças a que um parapente/asa delta fica Logo, as forças a que um parapente/asa delta fica sujeito dependem do quadrado da velocidade e do sujeito dependem do quadrado da velocidade e do factor de carga.factor de carga.

O envelope de voo não é mais do que a combinação O envelope de voo não é mais do que a combinação do factor de carga máx em função de cada do factor de carga máx em função de cada velocidade de voo.velocidade de voo.


Existem duas formas de se Existem duas formas de se sair do envelope de sair do envelope de voovoo::

VoluntáriaVoluntária

Acrobacia (apesar de se fazer acrobacia Acrobacia (apesar de se fazer acrobacia dentro do envelope de voo)dentro do envelope de voo)

InvoluntáriaInvoluntária

Incidentes em voo (Perda, Fechos, Tumbling)Incidentes em voo (Perda, Fechos, Tumbling)


PerdaPerda

Já vimos que a perda surge quando o escoamento Já vimos que a perda surge quando o escoamento se descola da asa, causando um queda abrupta da se descola da asa, causando um queda abrupta da sustentação.sustentação.

Perda voluntáriaPerda voluntária

A perda pode ser provocada através do aumento A perda pode ser provocada através do aumento voluntário do ângulo de ataque.voluntário do ângulo de ataque.

À medida que aumentamos o ângulo de ataque, À medida que aumentamos o ângulo de ataque, o Centro de Pressões (CP) move-se na direcção o Centro de Pressões (CP) move-se na direcção do bordo de ataque.do bordo de ataque.


No entanto quando a asa atinge a perda o CP No entanto quando a asa atinge a perda o CP desloca-se para o bordo de fuga, daí a tendência desloca-se para o bordo de fuga, daí a tendência natural para a asa picar após entrar em perda. natural para a asa picar após entrar em perda.

No parapente como controlamos o ângulo de No parapente como controlamos o ângulo de ataque através da deflexão do bordo de fuga, a ataque através da deflexão do bordo de fuga, a asa só vai ter tendência para picar quando asa só vai ter tendência para picar quando soltarmos os comandos. soltarmos os comandos.


Em ambos os casos o procedimento para sair da perda Em ambos os casos o procedimento para sair da perda é picar a asa para que esta ganhe velocidade é picar a asa para que esta ganhe velocidade novamente.novamente.

No parapente o recuo da asa é feito de forma No parapente o recuo da asa é feito de forma extremamente violenta visto o parapente não ter uma extremamente violenta visto o parapente não ter uma estrutura rígida, logo deve-se ter muito cuidado na estrutura rígida, logo deve-se ter muito cuidado na reposição das mãos em cima a fim de evitar uma reposição das mãos em cima a fim de evitar uma abatida extremamente violenta.abatida extremamente violenta.


Perda estática Perda estática

(Aumento gradual do (Aumento gradual do ângulo de ataque)ângulo de ataque)


Perda dinâmicaPerda dinâmica

(Asa com velocidade (Asa com velocidade seguido de aumento seguido de aumento repentino do ângulo repentino do ângulo de ataque)de ataque)


Perdas involuntáriasPerdas involuntárias

Podem ser originadas por sobre pilotagem Podem ser originadas por sobre pilotagem (mais comum no parapente):(mais comum no parapente):

Excesso de comandos após fechoExcesso de comandos após fecho

Excesso de comandos ao tentar top-landingExcesso de comandos ao tentar top-landing


Perdas involuntáriasPerdas involuntárias

Originadas por rajadas :Originadas por rajadas :

Excesso de comandos na aterragem e Excesso de comandos na aterragem e surgimento de uma rajadasurgimento de uma rajada

Entrada numa térmica violentaEntrada numa térmica violenta

Descolagem numa falésia abrupta com vento Descolagem numa falésia abrupta com vento forteforte


Perda assimétricaPerda assimétrica

Só um dos lados da asa entra em perda, o que leva Só um dos lados da asa entra em perda, o que leva a que a asa rode para o lado que está em perda.a que a asa rode para o lado que está em perda.

Perda involuntáriaPerda involuntária

Excesso de comandos após fecho assimétricoExcesso de comandos após fecho assimétrico

Entrada numa ascendente violenta com só um Entrada numa ascendente violenta com só um dos lados da asados lados da asa


Neste tipo de situação deve-se diminuir o ângulo Neste tipo de situação deve-se diminuir o ângulo de ataque do lado em perda e controlar a de ataque do lado em perda e controlar a velocidade do lado que voa de forma a diminuir a velocidade do lado que voa de forma a diminuir a rotação.rotação.


Perda assimétrica Perda assimétrica voluntáriavoluntária(Perda assimétrica (Perda assimétrica provocada a baixa provocada a baixa velocidade)velocidade)

Visto a asa que voa estar Visto a asa que voa estar com baixa velocidade a com baixa velocidade a rotação não é muito severa.rotação não é muito severa.

Após parar a rotação a Após parar a rotação a tendência é para a asa tendência é para a asa picar a fim de ganhar picar a fim de ganhar novamente velocidade.novamente velocidade.

ENVELOPE DE VOOENVELOPE DE VOO Perda assimétrica Perda assimétrica

voluntáriavoluntária

(Entrada a partir de (Entrada a partir de mãos em cima)mãos em cima)

Este caso é bastante Este caso é bastante mais violento pois a mais violento pois a diferença de velocidades diferença de velocidades entre as duas asas impõe entre as duas asas impõe uma rotação elevada que uma rotação elevada que pode levar ao “twist” das pode levar ao “twist” das bandas ( elevadores).bandas ( elevadores).

ENVELOPE DE VOOENVELOPE DE VOO Nestes casos deve-se Nestes casos deve-se

jogar pelo seguro e em jogar pelo seguro e em caso de caso de twisttwist lançar o lançar o pára quedas de pára quedas de emergência.emergência.


FechosFechos

Provocados devido:Provocados devido:

Passagem do ponto Passagem do ponto de estagnação para de estagnação para uma região acima uma região acima das entradas de ardas entradas de ar

Perda de pressão Perda de pressão interna (mais interna (mais frequente nas frequente nas pontas das asas)pontas das asas)


Fechos simétricos ou frontaisFechos simétricos ou frontais

Surgem devido a uma abatida não controlada:Surgem devido a uma abatida não controlada:

Saída violenta da térmicaSaída violenta da térmica

Saída de uma trepadaSaída de uma trepada

Ou devido a turbulênciaOu devido a turbulência


Fecho frontalFecho frontal

Após a abertura das Após a abertura das entradas de ar (que deve entradas de ar (que deve ser feita através um ser feita através um aumento do ângulo de aumento do ângulo de ataque), a asa tenderá a ataque), a asa tenderá a picar para ganhar picar para ganhar velocidadevelocidade

Os fechos frontais podem Os fechos frontais podem ser bastante delicados em ser bastante delicados em asas de competiçãoasas de competição


Fechos assimétricos Fechos assimétricos

(Só um dos lados é (Só um dos lados é que fecha)que fecha)

Podem criar Podem criar velocidades de velocidades de rotação elevadas se rotação elevadas se forem superiores a forem superiores a 50%50%


O procedimento O procedimento nestes fechos é nestes fechos é sempre o mesmo:sempre o mesmo:

1º manter a 1º manter a trajectóriatrajectória

2º Se necessário, 2º Se necessário, bombear o lado bombear o lado fechadofechado


Em caso de dúvida deixar a asa actuar !Em caso de dúvida deixar a asa actuar !

A maior parte das asas (até DHV-2) reabrem por A maior parte das asas (até DHV-2) reabrem por si.si.

Se se tratar de uma asa DHV 2-3 ou 3 o piloto Se se tratar de uma asa DHV 2-3 ou 3 o piloto tem de intervir, para tal tem de saber tem de intervir, para tal tem de saber exactamente o que fazer a fim de não agravar a exactamente o que fazer a fim de não agravar a situação. Se não souber, não tem nada que voar situação. Se não souber, não tem nada que voar com este tipo de asas!!!com este tipo de asas!!!


Tumbling (asa delta)Tumbling (asa delta)

O tumbling é certamente o pior pesadelo de O tumbling é certamente o pior pesadelo de qualquer deltista! qualquer deltista!

Ocorre quando a asa sofre uma abatida violenta e Ocorre quando a asa sofre uma abatida violenta e passa para debaixo do piloto.passa para debaixo do piloto.

Pode ser causado por:Pode ser causado por:

Saída violenta da térmicaSaída violenta da térmica Abatidas violentas mal compensadas após grandes Abatidas violentas mal compensadas após grandes

trepadastrepadas Turbulência severaTurbulência severa


Em caso de tumbling o piloto deve evitar a todo o Em caso de tumbling o piloto deve evitar a todo o custo cair dentro da asa (segurando-se à barra custo cair dentro da asa (segurando-se à barra de controlo) e lançar o reserva.de controlo) e lançar o reserva.

FIMFIM

Julho 2004Julho 2004 Paulo Nunes da Silva Paulo Nunes da Silva

AERODINÂMICA Parapente / Asa Delta

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